FHSST 生物學/單位制

單位制

SI 單位（國際單位制）

這些是國際上公認的單位，也是我們將使用的單位。從歷史上看，這些單位基於米制系統，該系統是在法國大革命期間發展起來的。

表 1.1：SI 基本單位

基本量	名稱	符號
長度	米	m
質量	千克	kg
時間	秒	s
電流	安培	A
熱力學溫度	開爾文	K
物質的量	摩爾	mol
發光強度	坎德拉	cd

所有物理量都有單位，這些單位可以由表 1.1 中列出的 7 個基本單位構成（順便說一句，選擇這七個單位是任意的）。它們被稱為基本單位，因為它們都不能用其他六個單位的組合來表示。這類似於將語言分解成一組聲音，所有單詞都是由這些聲音組成的。另一種看待基本單位的方式就像三種原色。所有其他顏色都可以由原色構成，但任何一種原色都不能透過組合其他兩種原色來構成。

單位名稱總是用小寫字母開頭（例如，米）。單位的符號（或縮寫）也用小寫字母開頭，除非它們以科學家命名（例如，開爾文 (K) 和安培 (A)）。

為了方便起見，基本單位的特定組合被賦予了特殊名稱。這使得使用它們更容易，但將所有內容還原為基本單位總是正確的。表 1.2 列出了一些 SI 基本單位組合的例子，這些組合被賦予了特殊名稱。如果公式在此時看起來不熟悉，不要擔心——我們將在接下來的章節中詳細介紹每個公式（以及許多其他公式）！

能夠正確說出單位非常重要。例如，牛頓是千克米每秒平方（kg·m·s⁻²）的另一個名稱，而千克米平方每秒平方 ((kg·m²·s⁻²}) 稱為焦耳。

表 1.2：SI 基本單位組合的例子，這些組合被賦予了特殊名稱

量	公式	用基本單位表示的單位	組合的名稱
		基本單位	組合
力	m·a	kg·m·s−2	N（牛頓）
頻率	${1 \over T}$	s−1	Hz（赫茲）
功和能	F·s	kg·m2·s−2	J（焦耳）

處理單位的另一個重要方面是它們有時具有的字首（字首是在前面寫的單詞或字母，它們改變了意義）。千克 (kg) 是一個簡單的例子：1 kg 等於 1000 g 或 1×10³ g。將 10³ 和 g 放在一起，我們可以將 10³ 替換為字首 k（千）。因此，k 取代了 10³。順便說一句，千克是唯一的，它是唯一包含字首的 SI 基本單位。

對於 10 的許多次方都有字首（表 1.3 列出了這些字首的大集合）。這比你需要的要多，但它可以作為很好的參考。字首符號的大小寫非常重要。當一個字母在表格中出現兩次時，對於大於 1 的指數，它用大寫字母表示，對於小於 1 的指數，它用小寫字母表示。 表中以粗體字顯示的字首應該記住。

表 1.3：單位字首

字首	符號	指數	字首	符號	指數
堯	Y	1024	么	y	10−24
澤	Z	1021	仄	z	10−21
艾	E	1018	阿	a	10−18
拍	P	1015	飛	f	10−15
太	T	1012	皮	p	10−12
吉	G	109	納	n	10−9
兆	M	106	微	µ	10−6
千	k	103	毫	m	10−3
百	h	102	釐	c	10−2
十	da	101	分	d	10−1

作為字首用法的另一個例子，1×10⁻³ g 可以寫成 1 mg（1 毫克）。

其他單位制

剩餘的單位集雖然我們沒有使用，但也得到國際認可，並且仍然被其他人使用。我們將在本節中簡要提及它們，僅供參考。

c.g.s 單位

在這個系統中，米被釐米取代，千克被克取代。這是一個簡單的變化，但這意味著所有從這兩個單位推匯出的單位都會發生變化。例如，力與功的單位不同。這些單位最常用於天體物理學和原子物理學。

英制單位

這些單位（顧名思義）源於君主決定度量的時代。在這裡，除了時間以外，所有基本單位都不同。這是你最有可能遇到的單位系統，如果不用 SI 單位。這些單位被美國人和英國人使用。你可以想象，在不同的地方使用不同的單位會讓科學交流變得非常困難。這就是採用一套國際公認單位的動機。

自然單位

這是最複雜的單位選擇。在這裡，最基本的發現量（如光速）被設定為 1。這樣選擇的論點是，所有其他量都應該從這些基本單位構成。這種單位系統用於高能物理學和量子力學。

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